格力KS3002D空調(diào)扇運輸包裝設(shè)計

1、格力KS-3002D空調(diào)扇運輸包裝設(shè)計1 產(chǎn)品簡介及市場定位隨著全球氣候的變化，現(xiàn)在的夏天已然讓大多數(shù)人覺得酷暑難耐了，于是電扇空調(diào)的制冷家電越來越多了?？墒牵m然空調(diào)能明顯調(diào)節(jié)室內(nèi)空氣的溫度，并且能根據(jù)需要調(diào)節(jié)為不同的溫度。但是其體積大，價格昂貴，且使用后由于室內(nèi)密封，空氣不流通，室內(nèi)空氣溫度不均勻，易使人產(chǎn)生不適感，且易患空調(diào)病。相比于空調(diào)，空調(diào)扇則結(jié)合空調(diào)與電扇的優(yōu)點，它比普通風扇溫度降低56度左右，低耗電，價格中等偏下，有的產(chǎn)品也有暖風作用和加裝負離子功能，體積小，移動方便。其良好的制冷效果被人們所稱道，也為越來越多的人所接受。所以空調(diào)扇的市場前景是很廣闊的，開發(fā)商也推出了不同款式的空

2、調(diào)扇來供客戶選擇，格力空調(diào)扇總該有八種款式，結(jié)構(gòu)都比較新穎時尚，經(jīng)過市場調(diào)研，我對格力KS-3002D空調(diào)扇的運輸流通環(huán)境進行了考察，以解決在運輸包裝過程中的易些問題。以下是格力KS-3002D空調(diào)扇的市場銷售圖。 圖1-1 格力KS-3002D空調(diào)扇1 圖1-2 格力KS-3002D空調(diào)扇22 產(chǎn)品的流通環(huán)境分析包裝件在運輸流通中所經(jīng)歷的一切外部因素統(tǒng)稱為流通環(huán)境條件。包裝技術(shù)就是要確保產(chǎn)品由一地向另一地運送時不受經(jīng)濟上和功能上的意外損失。對產(chǎn)品可能遭遇的條件作考察與評價，是運輸包裝設(shè)計中的重要內(nèi)容。流通過程的基本環(huán)節(jié)有：裝卸搬運環(huán)節(jié)、運輸環(huán)節(jié)、貯存環(huán)節(jié)。2.1 裝卸搬運環(huán)節(jié)在裝卸搬運環(huán)節(jié)中

3、，由于格力KS-3002D空調(diào)扇銷售遍及全國乃至全球任何地方，其銷售范圍非常的廣泛，所以既可能有短流程運輸也可能包括較長流程的運輸。如果流程越長，中轉(zhuǎn)環(huán)節(jié)越多，裝卸搬運次數(shù)就越多，所以對此商品的包裝件造成的損害就越大。裝卸作業(yè)中既可能有人工裝卸也有機械裝卸，所以要中和考慮到拋擲、堆垛倒塌、起吊脫落、裝卸機的突然啟動和過急的升降都會造成產(chǎn)品的跌落損害。2.2 運輸環(huán)節(jié)在運輸環(huán)節(jié)中，由于空調(diào)扇的銷售范圍廣，既要有長途運輸也要有短途運輸，所以涉及到的交通工具種類比較多，包括汽車、火車、船舶、飛機和電瓶拖車、鏟（叉）車、手推車等。運輸過程對貨物包裝件造成的損害原因有：沖擊、振動、氣候條件和其他原因等。

4、一般此產(chǎn)品從包裝車間要經(jīng)鏟車、電瓶車運送到倉庫中，此時運輸工具的啟動、變速、轉(zhuǎn)向、剎車會使產(chǎn)品改變速度，導致沖擊損壞；當產(chǎn)品有倉庫運送到鐵路上及鐵路運輸過程中，由于交通工具會受到路面狀況、路軌接縫、發(fā)動機振動、等因素影響，會產(chǎn)生振動。而且此過程中還會受到氣候變化的影響等等。 2.3 貯存環(huán)節(jié) 在貯存環(huán)節(jié)中，貯存是商品流通鏈中重要的一環(huán)。貯存方法、堆碼重量、堆碼高度、貯存周期、貯存地點、貯存環(huán)境等，會直接影響產(chǎn)品的流通安全性。在貯存時，為節(jié)省占地面積、常需將貨物堆高，堆碼后底部貨物包裝件將承受上部貨物的重壓。這種重載壓力會導致包裝容器變形，影響包裝外觀及其動態(tài)保護性能。據(jù)調(diào)查，一般倉庫堆碼高度為

5、34m,汽車內(nèi)堆碼高限為2.5m,火車內(nèi)限為3m,遠洋貨船艙內(nèi)堆高限為8m。因此，設(shè)計時還須校核包裝容器的堆碼承壓強度，以確保貨物在運輸和儲存時的安全。3 產(chǎn)品的特性分析3.1產(chǎn)品的物理特性根據(jù)格力KS-3002D空調(diào)扇的尺寸測量以及物理特性分析可知：產(chǎn)品的尺寸為365mm335mm800mm，其重量大概為9.3kg，重心位于產(chǎn)品的中心處。3.2 產(chǎn)品的跌落高度由于跌落高度是緩沖設(shè)計中必須使用的參數(shù)，而不同重量的包裝件相應(yīng)的跌落試驗高度也有所不同，所以在這里參考表1取產(chǎn)品的跌落高度為100cm。表3-1 不同重量的包裝件及不同搬運裝卸方式對應(yīng)的跌落試驗高度包裝件重量（kg）搬運裝卸方式設(shè)計跌落

6、試驗高度（cm）010一人手提1071025一人肩扛9225100兩人抬76100225小型作業(yè)機械61225450小型作業(yè)機械46450大型作業(yè)機械313.3 產(chǎn)品的脆值脆值是產(chǎn)品經(jīng)受振動和沖擊時表示其強度的定量指標，又稱產(chǎn)品的易損度。是設(shè)計產(chǎn)品緩沖包裝中的最重要的參數(shù)。通過比較日本、英國同類產(chǎn)品的脆值（如下表），本設(shè)計中的空調(diào)扇的脆值取G=80g。表3-2 英國得出的產(chǎn)品脆值G值產(chǎn)品40雷達和其它電氣設(shè)備、真空管、自動控制儀、瞄準儀、回旋儀4060制動回旋儀、馬赫表、有防沖擊支承的儀器6080量油計、壓力計、一般電氣裝置80100牢固的真空管、陰極射線管、冰箱100120熱交換器、油冷卻器

7、、取暖電爐、記憶裝置、散熱器表3-3 日本得出的產(chǎn)品脆值G值產(chǎn)品類型120陶瓷器皿、機械產(chǎn)品、計算器4 緩沖襯墊的設(shè)計計算4.1確定緩沖材料產(chǎn)品固有頻率產(chǎn)品的固有頻率也是包裝設(shè)計中的重要參數(shù)，應(yīng)通過實驗測得。合理的緩沖包裝應(yīng)該能夠包裝件的固有頻率遠離產(chǎn)品得固有頻率，使其免受共振。4.2 確定緩沖材料 為了保證產(chǎn)品在流通過程中盡量不受到傷害，因選擇合適的緩沖材料?，F(xiàn)在最常用的緩沖包裝材料是泡沫塑料，包括聚乙烯泡沫塑料（EPE）、聚苯乙烯泡沫塑料（EPS）、聚氨酯泡沫塑料（PU）、乙烯醋酸乙烯共聚物橡膠制品（EVA）和聚乙烯教練泡沫塑料等。其次是紙制品，包括瓦楞紙板、蜂窩紙板、皺紋紙墊和紙漿模等。

8、有的產(chǎn)品也曾采用橡膠、木屑、棉花、化纖絲和金屬彈簧等。緩沖材料的選擇主要是單位體積的吸收能要大；材料給予內(nèi)裝產(chǎn)品的作用力要小。 而本次設(shè)計所選擇的的緩沖材料為發(fā)泡聚乙烯（EPE）。它是一種低密度的、半硬質(zhì)的、閉孔結(jié)構(gòu)的、耐候性好的、無毒的、耐腐蝕、阻水的和易回收的材料。其柔軟性和韌性較好，拉伸強度高，緩沖性能好，能耐多次沖擊，動態(tài)變形小。而且環(huán)保，易于回收利用，復合當下的環(huán)保要求。4.3 確定緩沖襯墊的尺寸 已知：產(chǎn)品重9.3kg，脆值為80g，等效跌落高度為100cm，空調(diào)扇底面面積為36.5cm33.5cm。則W=9.39.8=91.14(N)，靜應(yīng)力s =W/A104=91.14/（36

9、.533.5）104=0.0075105Pa。查圖4-1可知s=0.0075105Pa與坐標Gm =80g的焦點位于曲線族的左邊，說明靜應(yīng)力太大，沒有必要采用全面緩沖保護，可改為局部緩沖。對于局部緩沖包裝法，首先根據(jù)等效跌落高度找到對應(yīng)的曲線，然后在曲線上找出對應(yīng)的許用脆值，并作一條水平線，它與緩沖曲線有很多交點。為了節(jié)省材料，一般取與之相交的厚度較小的緩沖材料進行設(shè)計，那么就可以得出緩沖材料厚度T，脆值與該厚度的緩沖曲線就有兩個交點。在兩個交點之間的曲線上的每一點所對應(yīng)的加速度值都小于脆值，在設(shè)計時都可選用。但是選擇最右邊一個交點（靜應(yīng)力較大的一個交點）進行時，用料面積最省，所用公式為： A

10、=W/s104cm2 （式4-1） 在圖4-1中取Gm =80g作一條水平直線與緩沖曲線族相交，取厚度較小的緩沖曲線進行設(shè)計，則T=3cm時有兩個交點，取右交點進行設(shè)計最省料，該點對應(yīng)靜應(yīng)力為s=0.08105Pa，所需承載面積：A=W/s104=91.14/(0.08105)104=113.92cm2，即對于該空調(diào)扇，只要其各面與T=3cm厚的緩沖襯墊之間接觸面積大于最小承載面積113.92cm2即可。此面積小于容器底面積，可以裝入，說明本設(shè)計合理。 所以緩沖襯墊的面積A=113.92 cm2，厚度T=3cm。 圖4-1聚乙烯對應(yīng)跌落高度H=100cm時最大加速度靜應(yīng)力曲線4.4 強度校核根

11、據(jù)圖4-1，聚乙烯Gm-s曲線（h=100cm），為不超過產(chǎn)品脆值，s需在左右交點之間，即s在0.0110.08105 Pa間。（1） 對于底部緩沖襯墊前表面面積A1=106.8（445-332）=40477.2mm2=404.77cm2；后表面面積A2=106.8（445-332）=40477.2mm2=404.77cm2；左側(cè)面面積A3=106.8（414-332）=37166.4mm2=371.66cm2；右側(cè)面面積A4=106.8（414-332）=37166.4mm2=371.66cm2；底部面積 A5=（106.82-5040）4=37624.96mm2=376.25cm2；（2）

12、 對于頂部緩沖襯墊前表面面積B1=106.8（445-332）-5022=35477.2mm2=354.77cm2；后表面面積B2=106.8（445-332）-50（50+30-10）2=33477mm2=334.77cm2；左側(cè)面面積B3=106.8（414-332）-502+3.14502/4=36628.9mm2=366,29cm2；右側(cè)面面積B4=106.8（414-332）-502+3.14502/4=36628.9mm2=366,29cm2；頂部面積 B5=（445-332-502）（414-332-50-60）-199168=32970mm2=329.7cm2；（3）當接觸面積

13、為A1+B1=404.77+354.77=759.54cm2s=W104/A= 91.14104/759.54=0.0120105Pa，在0.0110.08105 Pa范圍內(nèi)，即此靜應(yīng)力值對應(yīng)的加速度值沒有超過產(chǎn)品的脆值，所以對前表面，強度校核通過。（4）當接觸面積為A2+B2=404.77+334.77=739.54cm2s=W104/A= 91.14104/739.54=0.0123105Pa，在0.0110.08105 Pa范圍內(nèi)，即此靜應(yīng)力值對應(yīng)的加速度值沒有超過產(chǎn)品的脆值，所以對后表面，強度校核通過。（4）當接觸面積為A3+B3=371.66+366.29=737.93cm2s=W1

14、04/A= 91.14104/737.93=0.0124105Pa，在0.0110.08105 Pa范圍內(nèi)，即此靜應(yīng)力值對應(yīng)的加速度值沒有超過產(chǎn)品的脆值，所以對左側(cè)表面，強度校核通過。（5）當接觸面積為A4+B4=371.66+366.29=737.93cm2s=W104/A= 91.14104/737.93=0.0124105Pa，在0.0110.08105 Pa范圍內(nèi)，即此靜應(yīng)力值對應(yīng)的加速度值沒有超過產(chǎn)品的脆值，所以對右側(cè)表面，強度校核通過。（6）當接觸面積為A5=376.25cm2s=W104/A= 91.14104/376.25=0.024105Pa，在0.0110.08105 Pa

15、范圍內(nèi)，即此靜應(yīng)力值對應(yīng)的加速度值沒有超過產(chǎn)品的脆值，所以對下表面，強度校核通過。（7）當接觸面積為A6=131.89cm2s=W104/A= 91.14104/329.7=0.028105Pa，在0.0110.08105 Pa范圍內(nèi)，即此靜應(yīng)力值對應(yīng)的加速度值沒有超過產(chǎn)品的脆值，所以對上表面，強度校核通過。所以，對于各個接觸面強度校核均通過。4.5 撓度校核當襯墊的面積與厚度之比超過一定厚度時，襯墊容易撓彎或變彎，大大降低襯墊的負重能力。為了避免撓彎，襯墊的最小承載面積Amin與厚度T之比應(yīng)符合以下規(guī)定：Amin/（1.33T）21。因=Amin=28.48cm2，則Amin/（1.33T）

16、2=28.48/(1.333)2=1.791符合撓度要求。4.6 跌落姿態(tài)改變時緩沖能力的校核在實際的流通過程中，包裝件的跌落姿態(tài)千變?nèi)f化，有時一角著地，有時一棱著地，較之一面著地的標準姿態(tài)，受力情況變化較大，因而有必要對基本設(shè)計尺寸作相應(yīng)的校核和調(diào)整。基于面沖擊設(shè)計的緩沖襯墊只要通過了角沖擊校核，就一定能滿足楞沖擊的要求，所以在整個設(shè)計過程中只要進行角沖擊校核即可。4.6.1 角跌落校核 設(shè)產(chǎn)品側(cè)、底、正面上襯墊的投影面積分別為S1、S2、S3，其相應(yīng)的與襯墊的接觸面積為L12、L22、L32，令產(chǎn)品側(cè)、底、正面上襯墊的投影面積分別為S1、S2、S3，其相應(yīng)的與襯墊的接觸面積為L12、L22

17、、L32，則L12=L2=113.925cm2，L22=L2=113.925cm2，L32=L2-45=113.925-20=93.925cm2由立體幾何知識可知，緩沖襯墊的面積與產(chǎn)品側(cè)面積之比等于緩沖襯墊的投影面積與產(chǎn)品側(cè)面投影面積之比，即有： L12:bd=S1:lbd/（l2+b2+d2）1/2 L22:lb=S2:lbd/（l2+b2+d2）1/2 L32:ld=S3:lbd/（l2+b2+d2）1/2 則：S1=L12l/（l2+b2+d2）1/2；S2=L22d/（l2+b2+d2）1/2；S3=L32b/（l2+b2+d2）1/2 代入得： S1=113.92536.5/(36.

18、52+33.52+802)1/2=44.19cm2 S2=113.92580.0/(36.52+33.52+802)1/2=96.86cm2 S3=93.92533.5/(36.52+33.52+802)1/2=33.44cm2故角跌落時的有效受力面積： Ae=S1+S2+S3=44.19+96.86+33.44=174.19cm2 此時靜應(yīng)力： s=W/Ae104=91.14/174.19104=0.052105Pa查圖4-1可知，此靜應(yīng)力對應(yīng)的加速度值為45小于產(chǎn)品脆值80g，則角跌落校核通過。4.7 蠕變量校核緩沖材料在長時間的靜壓力作用下，其塑性變形量會隨時間的增加而增加，這種蠕變使襯

19、墊厚度變小，緩沖能力下降，所以設(shè)計襯墊尺寸應(yīng)加一個蠕變補償值即為蠕變增量Cr。其大小按下式計算： Tc=T(1+Cr) (式4-2) 式中：Tc修正后的厚度cm T原設(shè)計厚度cm Cr蠕變系數(shù)%（這里取10%） Tc=T(1+Cr)=3（1+10%）=3.3cm經(jīng)過以上校核，最后計算所得緩沖襯墊尺寸厚度T=3.3cm，面積A=113.92cm2。4.8 緩沖襯墊的結(jié)構(gòu)設(shè)計為了使用最少的緩沖材料取的最好的緩沖效果，降低包裝成本，所以本設(shè)計選用局部緩沖包裝方法對該產(chǎn)品進行包裝，根據(jù)空調(diào)扇的承載部位和易損部位，設(shè)計緩沖襯墊的結(jié)構(gòu)。由于該空調(diào)扇的重心位于產(chǎn)品的中心處，所以緩沖襯墊的主要承載部分在底部；

20、易損件滾輪也位于產(chǎn)品底部。又因為空調(diào)扇整體外形基本是一個規(guī)則的幾何結(jié)構(gòu)，所以只需從上下兩底部對空調(diào)扇進行保護，并且保證易損部件滾輪和底座以及最上部的把手裝置得到保護。緩沖襯墊的具體結(jié)構(gòu)見圖4-3。具體尺寸如A3圖紙所示。 圖4-3 底部緩沖結(jié)構(gòu) 圖4-4 頂部緩沖結(jié)構(gòu)5 瓦楞紙箱的設(shè)計5.1 產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)特點和裝箱要求由于該空調(diào)扇的重心位于產(chǎn)品的中心處，所以緩沖襯墊的主要承載部分在底部；易損件滾輪也位于產(chǎn)品底部。又因為空調(diào)扇整體外形是一個規(guī)則的幾何結(jié)構(gòu)，所以只需從上下兩底部對空調(diào)扇進行保護，并且保證易損部件滾輪和底座連接裝置得到保護。5.2瓦楞紙箱的設(shè)計5.2.1 箱型的選擇本設(shè)計采用箱型為02

21、01類紙箱，由于空調(diào)扇有一定的質(zhì)量，為了連接牢固，接頭采用U形釘連接。同時采用一頁箱成型。5.2.2 楞型的選擇A型的瓦楞高度和間距最大，柔軟且富有彈性，有非常好的緩沖性能。B型的平壓強度較高，表面平整度較高，印刷效果較好。所以選用AB型瓦楞。5.2.3 瓦楞紙板因為用于內(nèi)銷，所以選用第二類瓦楞紙板，內(nèi)裝物質(zhì)量為9.3kg，最大尺寸為365mm335mm800mm。假設(shè)底部滾輪的直徑為5cm，厚度為4cm。則根據(jù)緩沖材料的尺寸T=3.3cm=33mm,L2=113.925cm2，可得內(nèi)裝物的外廓尺寸為431mm401mm866mm。則最大綜合尺寸為1698mm。根據(jù)瓦楞紙板表（GB6543-8

22、6），應(yīng)選用第二類第三種雙瓦楞紙板，其代號為D-2.3。根據(jù)瓦楞紙板技術(shù)指標（GB6544-86），D-2.3的技術(shù)指標為耐破度1373（kPa），邊壓強度7500（N/m），戳穿強度9.8（J）。根據(jù)箱板紙技術(shù)指標（GB13024-91），由于產(chǎn)品用于內(nèi)銷，則內(nèi)外面紙和中間墊紙都選用C等箱板紙。 假設(shè)三層箱板紙取相同的耐破強度，則根據(jù)經(jīng)驗公式每層箱板紙的耐破強度應(yīng)為：bP/（0.953）1373/(0.953)=481.75kPa ，外面紙的耐破指數(shù)取1.9Pa/g，要求的定量為：Q=b/r=481.75/1.9=253.55g/，所以外面紙選用定量為280g/m2的C等箱板紙。內(nèi)面紙和中間

23、墊紙的耐破指數(shù)取2kPa/g，要求的定量為： Q=b/r=481.75/2=240.88g/,所以內(nèi)面紙和中間墊紙選用定量為250g/m2的C等箱板紙，其環(huán)壓指數(shù)均為6Nm/g。根據(jù)瓦楞芯紙技術(shù)指標（GB13023-91），選用C等瓦楞紙芯，兩層瓦楞芯的定量均取140g/m2，環(huán)壓指數(shù)為4.4 Nm/g。按照選用的箱板紙，瓦楞紙板的耐破強度為：P=0.95b=0.95（1.9280+2250+2250）=1455.4kPa 按照選用的箱板紙和瓦楞芯紙，瓦楞紙板的定量=內(nèi)外面紙及各中間墊紙定量之和+（瓦楞芯紙定量）瓦楞展開系數(shù)+粘合劑定量。該運輸包裝采用雙瓦楞紙板為AB楞，根據(jù)瓦楞紙板的瓦楞展開

24、系數(shù)表5-1，可查得其展開系數(shù)分別為1.5和1.3。所以瓦楞紙板的定量=280+250+250+（1401.5+1401.35）+100=1279g/m2，其中粘合劑的定量為100g/m2。 表5-1 瓦楞紙板的瓦楞展開系數(shù)表瓦楞型式ACBE展開系數(shù)5.2.4 瓦楞紙箱的尺寸5.2.4.1 內(nèi)裝物外廓尺寸 L0=431mm；B0=401mm；H0=866mm5.2.4.2瓦楞紙箱的內(nèi)尺寸 公差X0在長度與寬度方向的取值為37mm，高度方向為34mm，則紙箱內(nèi)尺寸為： L=L0+X0=431+5=436mm； B=B0+X0=401+4=405mm； H=H0+X0=866+4=870mm5.2

25、.4.3瓦楞紙箱的制造尺寸運輸包裝用的的雙瓦楞紙板為AB型瓦楞，內(nèi)尺寸伸放量X按相應(yīng)規(guī)定取值，搖蓋伸放量取5mm，結(jié)頭尺寸取50mm。于是，制造尺寸為： L1=L+X=436+9=445mm； L2=L+X=436+6=442mm； B1=B+X=405+9=414mm； B2=B+X=405+5=410mm； H=H+X=870+18=888mm；外搖蓋的制造尺寸為：F=B1/2+X=414/2+5=212mm；接邊舌頭尺寸J=50mm5.2.4.4瓦楞紙箱的外尺寸外尺寸在長度和寬度方向上的加大值X取10mm，高度方向的加大值X=12mm，故外尺寸為： L=L1+X=445+10=455mm

26、； B=B1+X=414+10=424mm； H=H+X=888+12=900mm5.3 瓦楞紙箱的結(jié)構(gòu)箱坯即為一頁箱，如圖5-1所示。箱坯的面積S=(L1+L2+B1+B2)(H+F2)+JH=(445+414+442+410)(888+2122)+50888=2289232mm2=2.29m2，其質(zhì)量為QS=12791.99=2.93kg選用16號U形釘釘合，每個U形釘?shù)钠茐妮d荷p取20N，斜向排列，強度系數(shù)K=1，所需釘數(shù)位n=W/（Kp）=9.39.8/(115)=6.08個，釘數(shù)定為12個，釘距為70mm，到底、頂兩面的距離為34mm。封箱選用寬度為80mm的膠帶。圖5-1 瓦楞紙箱

27、制造尺寸5.4 瓦楞紙箱的堆碼強度 瓦楞紙箱的周長為Z=L1+L2+B1+B2=445+414+442+410=1711mm=171.1cm 瓦楞紙板的綜合環(huán)壓強度為Px=rQ+rmCQm=(6280+6250+6250)+(4.41.5140+4.41.35140)=6435.6(N/m)=64.36（N/cm） AB楞的楞常數(shù)取13.36，箱常數(shù)取0.66，瓦楞紙箱的抗壓強度為Pc=Px（aXz/(Z/4)）2/3ZJ=1.8664.36（13.36/171.1/4）2/3171.10.66=3428.66(N) 貨物（包裝件）質(zhì)量W是內(nèi)裝物重量和紙箱重量之和，其值W=(9.3+2.93)9.8=119.854N。取堆碼高度為450cm，安全系數(shù)取2，堆碼載荷為P=KW(h/H-1)=2119.854（450/88.8-1）=